ИИ-модель Claude Mythos 5 от Anthropic разработала квантовую схему сложения точек на эллиптической кривой, которой требуется в 17 раз меньше вентилей, чем самой компактной из ранее опубликованных. При этом кубитов ей нужно на 12% больше.
Работу возглавил участник программы STEM Fellows Anthropic Анди Гу совместно с учеными Гарвардского университета и QuEra Computing.
Всего модель доработала восемь базовых квантовых операций, которые применяются в химии, задачах оптимизации, моделировании физических систем, теории чисел и численных вычислениях.
Исследователи передали Claude описания задач на естественном языке и подключили автоматическую систему оценки. Нейросеть предлагала варианты схем, а программа-оценщик проверяла их корректность и выставляла балл. С учетом обратной связи модель улучшала следующую версию без участия человека между раундами.
Балл рассчитывали как произведение числа кубитов на число квантовых вентилей — элементарных операций, из которых складываются вычисления. Этот показатель приблизительно отражает время работы схемы: чем он ниже, тем проще реализовать алгоритм на будущем оборудовании.
В семи из восьми задач Claude предложила конструкции, превосходящие ранее опубликованные решения и по кубитам, и по вентилям. В восьмой модель нашла новую обратимую архитектуру для модульного обращения — самой ресурсоемкой операции в вычислениях на эллиптических кривых.
Сложение точек на эллиптической кривой многократно повторяется в квантовых алгоритмах решения задачи дискретного логарифмирования. На сложности этой задачи основана безопасность ряда криптографических систем.
По данным Anthropic, на сложение точек приходится большая часть затрат таких алгоритмов на кубиты и время вычислений.
Ключевой этап операции — модульное обращение. Обычные компьютеры эффективно выполняют его с помощью divsteps. Однако перенести метод на квантовое оборудование мешала необходимость сохранять информацию о промежуточных шагах.
Квантовые вычисления должны быть обратимыми. Система не может просто удалить временные данные: ей приходится либо «откатывать» вычисления с помощью дополнительных операций, либо хранить историю в отдельных кубитах.
